光生载流子的大量体相复合和缓慢的表面析氧反应（OER）动力学严重阻碍了光电化学水分解技术的发展。

近日，为了解决上述关键问题，苏州大学李亮教授报道了采用原子层沉积（ALD）技术将Fe和O原子引入到二维Zn₁₀In₁₆S₃₄（ZISZ）有序纳米片阵列（ZISZ/Fe）中，其中Fe-In-S团簇形成在ZISZ光阳极表面，而Zn-O键形成在ZISZ光阳极底部。

文章要点

1）Fe-In-S团簇通过精确地影响O*和OH*的形成过程，极大地降低了表面过电位（η）和抑制光生载流子界面复合，从而提高了OER动力学。此外，元素含量和物种沿ZISZ横截面的变化导致光阳极内部的梯度能级排列，以及没有无序层的均匀有序的形貌，促进了体相中的分离效率（η_sep）。

2）实验结果显示，ZISZ/Fe光阳极在1.23 V_RHE下的光电流（J）达到了5.35 mA cm₋₂，起始电位（Von，电流密度为0.02 mA cm⁻²）为0.08 V_RHE，分别是ZIS和ZISZ的32倍和6.3倍。其性能可与其他最新报道的光阳极硫化物相媲美，甚至更好。

这些结果突出了ALD用于操纵光电极的化学键和能带结构以改进能量转换技术的可行性。

参考文献

Meng, L., He, J., Zhou, X. et al. Atomic layer deposition triggered Fe-In-S cluster and gradient energy band in ZnInS photoanode for improved oxygen evolution reaction. Nat Commun 12, 5247 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-25609-0

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25609-0